2021高考物理真題專題1直線運動與曲線運動

2021高考物理真題專題1直線運動與曲線運動一、單選題（2021.湖南）物體的運動狀態(tài)可用位置％和動量。描述，稱為相，對應(yīng)P-%圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用P-%圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿％軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應(yīng)的相軌跡可能是（）而動量為P*聯(lián)立可得口—m、:.荻—m怎.xtp—，m\ax.A'—，m\乙ax2動量p關(guān)于x為冪函數(shù)，且X〉0，故正確的相軌跡圖像為D。故選D。（2021.河北高考真題）銫原子鐘是精確的計時儀器，圖1中銫原子從O點以10Om/s的初速度在真空中做平拋運動，到達豎直平面MN所用時間為（圖2中銫原子在真空中從P點做豎直上拋運動，到達最高點Q再返回P點，整個過程所用時間為12,O點到豎直平面MN、P點至1」。點的距離均為0.2m,重力加速度取g=10m/s2，則t1:12為A.100:1B.1：100C.1：200D.200：1.X0.2即『解得t1二-=100s【答案】C【解析】銫原子做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，銫原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時t2，逆過程可視為自由落體,即A:g.X0.2即『解得t1二-=100s0.2則1r=100=J故選c。t0.42002（2021?廣東高考真題）由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平。桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中，下列說法正確的是（）P點的線速度大小不變P點的加速度方向不變C.。點在豎直方向做勻速運動D.。點在水平方向做勻速運動【答案】A【解析】A.由題知桿OP繞。點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。，則P點繞。點做勻速圓周運動，則P點的線速度大小不變，A正確；B.由題知桿OP繞。點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。，則P點繞。點做勻速圓周運動，P點的加速度方向時刻指向。點，B錯誤；C.。點在豎直方向的運動與P點相同，相對于0點在豎直方向的位置y關(guān)于時間看的關(guān)系為兀y=/o〃sm（k+rnt）則可看出Q點在豎直方向不是勻速運動，C錯誤；D.Q點相對于O點在水平方向的位置％關(guān)于時間t的關(guān)系為%=lOP-cos（匹+初）+1Po則可看出Q點在水平方向也不是勻速運動，D錯誤。故選A。64.（2021.浙江高考真題）質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻，下列說法正確的是（ ）A.秋千對小明的作用力小于mgB.秋千對小明的作用力大于mgC.小明的速度為零，所受合力為零D.小明的加速度為零，所受合力為零【答案】A【解析】在最高點，小明的速度為0,設(shè)秋千的擺長為l，擺到最高點時擺繩與豎直方向的夾角為e，秋千對小明的作用力為己則對人，沿擺繩方向受力分析有F-mgcose=4

由于小明的速度為0,則有廠=mgcos。＜mg沿垂直擺繩方向有mgsin0=ma解得小明在最高點的加速度為。=gsin0所以A正確；BCD錯誤；故選A。（2021.全國高考真題）“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起,然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達50r/s,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（ ）A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2【答案】C【解析】紐扣在轉(zhuǎn)動過程中3=2而=100兀rad/s由向心加速度a=CD2ra1000m/s2故選Co（2021.浙江高考真題）某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示，每次曝光的時間間隔相等。若運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合，A、。和。表示重心位置，且A和。處于同一水平高度。下列說法正確的是（ ）A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同B.運動員在A、D位置時重心的速度相同C.運動員從A到B和從C到D的時間相同D.運動員重心位置的最高點位于B和C中間【答案】A【解析】A.因每次曝光的時間間隔相等，而運動員在空中只受重力作用，加速度為g,則相鄰位置運動員重心的速度變化均為g加，選項A正確；B.運動員在A、D位置時重心的速度大小相同，但是方向不同，選項B錯誤；C.由圖可知，運動員從A到B為4At,從C到D的時間5加，時間不相同，選項C錯誤；D.運動員重心位置的最高點位于C點，選項D錯誤。故選A。二、多選題7.（2021?廣東高考真題）賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動。下列V-t和s-1圖像描述了五條相同的龍舟從同一起點線同時出發(fā)、沿長直河道劃向同一終點線的運動全過程，其中能反映龍舟甲與其它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有()()【答案】BD【解析】A.此圖是速度圖像，由圖可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出現(xiàn)甲乙船頭并齊，故A錯誤；B.此圖是速度圖像，由圖可知，開始丙的速度大，后來甲的速度大，速度圖像中圖像與橫軸圍成的面積表示位移,由圖可以判斷在中途甲、丙位移會相同，所以在中途甲丙船頭會并齊，故B正確；C.此圖是位移圖像，由圖可知，丁一直運動在甲的前面，所以中途不可能出現(xiàn)甲丁船頭并齊，故C錯誤；D.此圖是位移圖像，交點表示相遇，所以甲戊在中途船頭會齊，故D正確。故選BD。8.（2021.山東高考真題）如圖所示，載有物資的熱氣球靜止于距水平地面X的高處，現(xiàn)將質(zhì)量為機的物資以相對地面的速度水平投出,落地時物資與熱氣球的距離為乩已知投出物資后熱氣球的總質(zhì)量為所受浮力不變,重力加速度為g,不計阻力，以下判斷正確的是（ ）A.投出物資后熱氣球做勻加速直線運動B.投出物資后熱氣球所受合力大小為mgC.D.2Hv2D. 0g【答案】BC【解析】AB.熱氣球開始攜帶物資時處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合外力為0,初動量為0,水平投出重力為mg的物資瞬間，滿足動量守恒定律Mv=mv0則熱氣球和物資的動量等大反向，熱氣球獲得水平向左的速度v,熱氣球所受合外力恒為mg,豎直向上，所以熱氣球做勻加速曲線運動，A錯誤，B正確；CD.熱氣球和物資的運動示意圖如圖所示z/z///r///z/x//vz/z/z/z/z///r///z/x//vz/z/z/熱氣球和物資所受合力大小均為叫，所以熱氣球在豎直方向上加速度大小為。=2gM物資落地H過程所用的時間？內(nèi)，根據(jù)H=2也解得落地時間為t=、（1 1m2Hm熱氣球在豎直方向上運動的位移為"2=-at2=--g?——=HM2 2MgM熱氣球和物資在水平方向均做勻速直線運動，水平位移為％=vt=V，2H x=vt=mV?"m0 0\gM M0%g根據(jù)勾股定理可知熱氣球和物資的實際位移為d=根據(jù)勾股定理可知熱氣球和物資的實際位移為d=Xm+xmH(H+HM)2=(1+M)2HV2+H2

gC正確，D錯誤。故選BC。9（2021?廣東高考真題）長征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（ ）A.甲在空中的運動時間比乙的長B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少mghD.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為mgh【答案】BC【解析】A.由平拋運動規(guī)律可知，做平拋運動的時間t=言因為兩手榴彈運動的高度差相同，所以在空中運動時間相等，故A錯誤；B.做平拋運動的物體落地前瞬間重力的功率P=mgvcos0二mgv=mg2：2ghy因為兩手榴彈運動的高度差相同，質(zhì)量相同，所以落地前瞬間，兩手榴彈重力功率相同，故B正確;

c.從投出到落地，手榴彈下降的高度為九所以手榴彈重力勢能減小量A￡=機g。故c正確；PD.從投出到落地，手榴彈做平拋運動，只有重力做功，機械能守恒，故D錯誤。故選BC。.(2021.河北高考真題)如圖，矩形金屬框豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且月。桿光滑，一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質(zhì)量為根的小球，小球穿過月。桿，金屬框繞"N軸分別以角速度①和co'勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若①'〉①，則與以①勻速轉(zhuǎn)動時相比，以3'勻速轉(zhuǎn)動時( )A.小球的高度一定降低A.小球的高度一定降低B.彈簧彈力的大小一定不變C.C.小球?qū)U壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大【答案】BD【解析】對小球受力分析，設(shè)彈力為T，彈簧與水平方向的夾角為仇則對小球豎直方向Tsin0=mgMP］、而T―k(TT—l)cos0 0可知e為定值，T不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A錯誤，B正確；水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，桿對小球的彈力Fn［背離轉(zhuǎn)軸，則Tcos0-F=m①2r即F=Tcos0-m①2rN NN當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時，F(xiàn)t指向轉(zhuǎn)軸Tcos0+F=m①'2r即F=m①'2r-Tcos0N NN則因3〉3，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力不一定變大。則C錯誤；根據(jù)F=m①2r合可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。故選BD。三、解答題.(2021.河北高考真題)如圖，一滑雪道由AB和BC兩段滑道組成，其中AB段傾角為0,BC段水平，AB段和BC段由一小段光滑圓弧連接，一個質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若1s后質(zhì)量為48kg的滑雪者從頂端以1.5m/s的初速度、3m/s2的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起， 1 一...、一 八7 八24 背包與滑道的動摩擦因數(shù)為N=，重力加速度取g=10m/s2,sin0=—,cos0=--，忽略空氣阻力及拎包過程JL乙 乙J 乙J中滑雪者與背包的重心變化，求：(1)滑道AB段的長度；(2)滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度?！敬鸢浮?1)L=9m；(2)v=7.44m/s【解析】(1)設(shè)斜面長度為L,背包質(zhì)量為”=2kg,在斜面上滑行的加速度為。，由牛頓第二定律有11mgsin9一|LUngcos9二m。解得a=2m/s2TOC\o"1-5"\h\zi i ii 1滑雪者質(zhì)量為加=48kg,初速度為u=1.5m/s,加速度為a=3m/s2,在斜面上滑行時間為落后時間/=卜，則2 0 2 0背包的滑行時間為,+%，由運動學(xué)公式得乙=工a(t+1"L=vt+1at2聯(lián)立解得t=2s或t=-1s(舍去)故可得L=9m\o"CurrentDocument"21o0 22(2)背包和滑雪者到達水平軌道時的速度為v、v，有v=a(t+1)=6m/sv=v+at=7.5m/s1 2 1 1 0 2 0 2滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動量守恒，設(shè)共同速度為v，有mv+mv=(m+m)v解得v—7.44m/s11 22 1 212.(2021?山東高考真題)海鷗捕到外殼堅硬的鳥蛤(貝類動物)后，有時會飛到空中將它丟下，利用地面的沖擊打碎硬殼。一只海鷗叼著質(zhì)量m—0.1kg的鳥蛤，在H—20m的高度、以v0—15m/s的水平速度飛行時，松開嘴巴讓鳥蛤落到水平地面上。取重力加速度g—10m/s2，忽略空氣阻力。(1)若鳥蛤與地面的碰撞時間At—0.005s，彈起速度可忽略，求碰撞過程中鳥蛤受到的平均作用力的大小耳；(碰撞過程中不計重力)(2)在海鷗飛行方向正下方的地面上，有一與地面平齊、長度L=6m的巖石，以巖石左端為坐標(biāo)原點，建立如圖所示坐標(biāo)系。若海鷗水平飛行的高度仍為20m,速度大小在15m/s~17m/s之間，為保證鳥蛤一定能落到巖石上，求釋放鳥蛤位置的％坐標(biāo)范圍。【答案】(1)F—500N；(2)[34m,36m]或(34m,36m)【解析】(1)設(shè)平拋運動的時間為t,鳥蛤落地前瞬間的速度大小為v。豎直方向分速度大小為v,根據(jù)運動的合y成與分解得H=2gt2,Py=gt,v=Jv2+v2在碰撞過程中，以鳥蛤為研究對象，取速度v的方向為正方向，由